基于MMC的柔性直流输电控制与保护策略的研究

发布时间：2017-09-30 19:11

  本文关键词：基于MMC的柔性直流输电控制与保护策略的研究

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【摘要】：基于模块化多电平换流器组成的柔性直流输电系统因为具有比传统直流输电技术更好的发展优势成为了未来高压直流输电的发展方向。本文从MMC-HVDC系统稳态运行控制方式入手,对基于MMC的柔性直流输电系统稳态运行条件下的控制策略、发生故障时的交直流系统运行特性、故障后的交直流系统故障保护控制策略进行了比较深入的理论分析和仿真验证。本文从MMC-HVDC系统的拓扑结构出发,分别介绍了MMC-HVDC系统子模块的运行方式以及MMC-HVDC系统的基本运行原理。通过MMC-HVDC将系统分为系统级控制层、换流站级控制层和换流站阀级控制层对每一层的控制方式进行深入研究。在系统级控制层确立了由外环电压控制和内环电流控制结合的稳态控制方式。通过确立系统稳态运行策略建立了以开关函数为核心的MMC-HVDC系统稳态运行数学模型。通过分析换流阀内部环流的产生机理以及MMC-HVDC系统交流系统发生单相接地故障时的故障特性,改进设计了系统换流阀内部环流抑制策略。通过研究MMC-HVDC系统的PWM触发脉冲,介绍了常用的的调制策略--最近电平逼近法。本文以MMC-HVDC系统稳态运行为基础,对MMC-HVDC系统中的交流系统发生单相接地故障、相间短路故障、两相接地短路故障以及直流系统单极接地故障进行了深入的理论研究和特性分析。通过对故障特性的重点研究,设计了相应故障的故障保护控制策略。通过仿真模型分析验证了故障特性的正确性以及故障保护控制策略的可行性和实用性。最后,对全文结论进行总结,对后续工作进行展望,为未来应用于实际工程奠定理论基础。
【关键词】：柔性直流输电技术 稳态控制策略 故障特征分析 故障保护策略
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM721.1;TM732
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题背景及研究意义11-12
• 1.1.1 课题背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 研究现状12-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 第2章 MMC-HVDC系统工作原理及稳态控制策略16-36
• 2.1 引言16
• 2.2 MMC-HVDC系统的工作原理16-21
• 2.2.1 MMC基本单元的拓扑结构及子模块运行模式16-18
• 2.2.2 三相MMC的工作原理18-20
• 2.2.3 MMC的运行特性及调制方式20-21
• 2.3 MMC基本单元的控制策略21-29
• 2.3.1 MMC数学模型21-23
• 2.3.2 MMC稳态控制器控制方式23-25
• 2.3.3 环流产生及抑制策略25-29
• 2.4 MMC各层控制策略29-33
• 2.4.1 系统级控制层控制方式30-31
• 2.4.2 极控制层控制方式31-32
• 2.4.3 阀组控制层控制方式最近电平逼近调制方法32-33
• 2.5 基于PSCAD模型的搭建33-35
• 2.5.1 MMC-HVDC系统仿真模型参数33
• 2.5.2 MMC-HVDC系统稳态运行仿真结果分析33-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 MMC-HVDC系统故障分析36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 MMC常见故障及故障特征36-37
• 3.3 MMC交流系统故障分析37-45
• 3.3.1 交流系统单相接地故障分析37-39
• 3.3.2 交流侧不对称短路故障对环流的影响39-41
• 3.3.3 改进的环流抑制策略41-42
• 3.3.4 交流系统相间故障分析42-45
• 3.4 MMC直流系统故障分析45-48
• 3.4.1 直流系统单极接地短路故障45-48
• 3.4.2 直流系统双极接地故障48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 MMC-HVDC系统故障保护策略50-59
• 4.1 子模块故障保护策略50-51
• 4.2 网侧交流系统故障保护策略51-52
• 4.3 交流系统单相接地故障保护策略52-53
• 4.4 交流系统相间短路故障保护策略53-57
• 4.4.1 交流系统相间短路故障保护策略53-55
• 4.4.2 交流系统两相接地短路故障保护策略55-57
• 4.5 直流输电线路单极接地故障保护策略57
• 4.6 本章小结57-59
• 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱童;赵宇明;余占清;刘国伟;陈名;黎小林;许树楷;曾嵘;吕纲;陈政宇;张翔宇;;中压柔性直流配电系统故障暂态仿真研究[J];高压电器;2015年11期

2 陈名;朱童;黎小林;许树楷;张祖安;赵宇明;刘国伟;余占清;曾嵘;吕纲;陈政宇;张翔宇;;柔性直流系统断路器保护配合研究[J];高压电器;2015年11期

3 梁营玉;杨奇逊;刘建政;张涛;;电网电压不平衡时MMC-HVDC的无差拍直接功率控制[J];电工技术学报;2015年15期

4 廖武;黄守道;黄晟;王辉;;基于模块化多电平换流器的直流输电系统网侧不平衡故障穿越研究[J];电工技术学报;2015年12期

5 许建中;赵成勇;Aniruddha M.Gole;;模块化多电平换流器戴维南等效整体建模方法[J];中国电机工程学报;2015年08期

6 刘普;王跃;雷万钧;;抑制模块化多电平变流器谐振的子模块电容参数设计方法[J];中国电机工程学报;2015年07期

7 张哲任;徐政;许烽;薛英林;;模块化多电平换流器型高压直流输电系统停运控制策略研究[J];中国电机工程学报;2015年11期

8 敬华兵;年晓红;龚芬;;MMC子模块元件短路故障机理及其新型保护策略[J];电工技术学报;2015年03期

9 于洋;孙学锋;高鹏;刘兴华;陈勇强;刘琳;;高压直流输电线路暂态保护分析与展望[J];电力系统保护与控制;2015年02期

10 陈耀军;陈柏超;田翠华;袁佳歆;;模块化多电平变换器的系统状态方程及等效模型[J];中国电机工程学报;2015年01期

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本文编号：949905